DE102018113641A1

DE102018113641A1 - Magnetsensor und Kameramodul

Info

Publication number: DE102018113641A1
Application number: DE102018113641.2A
Authority: DE
Inventors: Yohei Hirota; Hayato Miyashita; Tsuyoshi Umehara; Hiraku Hirabayashi
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2018-12-13
Also published as: US20230074404A1; US20210208216A1; US11519978B2; CN109084811A; JP2018205241A; US20180356473A1; US11009567B2; JP6485491B2

Abstract

Ein Paar Bias-Magnete legt ein Bias-Magnetfeld an das Magnetowiderstandseffekt-Element an, wobei das Bias-Magnetfeld eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das Magnetowiderstandseffekt-Element angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente aufweist. Der Bias-Magnet weist einen länglichen Querschnitt in einer Ebene auf, die parallel sowohl zu dem äußeren Magnetfeld als auch zu dem Bias-Magnetfeld verläuft. In einer Projektionsebene, die parallel zu dem Querschnitt verläuft und auf die die Bias-Magneten und das Magnetowiderstandseffekt-Element projiziert werden, enthält der Bias-Magnet eine zu dem Element weisende Seite, die dem Magnetowiderstandseffekt-Element gegenüberliegt und die sich in einer Längsrichtung erstreckt. Der Bias-Magnet wird in einer senkrecht zu der Längsrichtung verlaufenden Richtung magnetisiert. Die zu dem Element weisende Seite ist länger als andere Seiten.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der am 8. Juni 2017 eingereichten japanischen Anmeldung Nummer 2017-113576 , deren Offenbarung hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Magnetsensor und ein diesen verwendendes Kameramodul und insbesondere die Konfiguration eines Bias-Magneten.
Beschreibung der verwandten Technik
In jüngerer Zeit wird ein Magnetsensor, der ein Magnetowiderstandseffekt-Element enthält, als Sensor zum Detektieren der Position eines sich bewegenden Objekts verwendet. Der Magnetsensor bewegt sich relativ zu einem Magneten und detektiert dadurch die Änderung eines äußeren Magnetfelds, das durch den Magneten erzeugt wird. In einem Kameramodul bewegt sich zum Beispiel eine Linse, die ein sich bewegendes Objekt ist, relativ zu einem Magneten, und ein Magnetsensor, der an der Linse fixiert ist, bewegt sich relativ zu dem Magneten. Diese Bewegung ändert die Positionsbeziehung zwischen dem Magnetsensor und dem Magneten und ändert das äußere Magnetfeld, das durch den Magnetsensor detektiert wird. Das Ausmaß der Bewegung des sich bewegenden Objekts wird basierend auf der Änderung der Ausgabe des Magnetsensors berechnet.
Normalerweise wird ein äußeres Magnetfeld nicht null, und ein äußeres Magnetfeld, das durch einen Magnetsensor detektiert wird, ändert sich aufgrund der Bewegung des Magnetsensors relativ zu dem Magneten um eine bestimmte Magnetfeldstärke von ungleich null.
Die W02014/111976A1 , JP5843079B und JP2016-130686A offenbaren einen Magnetsensor mit Bias-Magneten, die auf beiden Seiten eines Magnetowiderstandseffekt-Elements angeordnet sind. Die Oberfläche des Bias-Magneten, die dem Magnetowiderstandseffekt-Element gegenüberliegt, ist relativ zu einer senkrecht zu der Magnetfelddetektionsrichtung des Magnetowiderstandseffekt-Elements verlaufenden Richtung geneigt. Somit legt der Bias-Magnet ein Bias-Magnetfeld an, das eine Komponente in einer solchen Richtung aufweist, dass die Komponente das an das Magnetowiderstandseffekt-Element angelegte äußere Magnetfeld aufhebt. Dies ermöglicht, dass sich ein an den Magnetsensor angelegtes Magnetfeld um das Null-Magnetfeld ändert, wodurch die Linearität der Ausgabe und die Genauigkeit, mit der die Magnetfeldstärke detektiert wird, verbessert werden.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Der in WO2014/111976A1 offenbarte Magnetsensor weist einen Bias-Magneten auf, der mehreren Magnetowiderstandseffekt-Elementen gemein ist. Deshalb ändert sich das Bias-Magnetfeld für jedes Magnetowiderstandseffekt-Element, wodurch es schwierig wird, die Genauigkeit, mit der die Magnetfeldstärke detektiert wird, zu verbessern. Die in der JP5843079B und JP2016-130686A offenbarten Magnetsensoren weisen Bias-Magneten für einzelne Magnetowiderstandseffekt-Elemente auf, und es kommt kaum zu dem oben genannten Problem. Jeder Bias-Magnet weist jedoch einen länglichen Querschnitt auf, in dem sich die dem Magnetowiderstandseffekt-Element gegenüberliegende Oberfläche in Längsrichtung erstreckt, und der Bias-Magnet wird in einer senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Richtung magnetisiert. Somit kann die Magnetisierungsrichtung des Bias-Magneten aufgrund der Formanisotropie des Bias-Magneten leicht in die Längsrichtung gerichtet (gekrümmt) werden, und das Bias-Magnetfeld kann nicht effektiv in eine senkrecht zur Längsrichtung verlaufende Richtung angelegt werden. Ferner offenbaren die JP5843079B und JP2016-130686A einen Bias-Magneten mit einem ungefähr quadratischen Querschnitt. Es ist unwahrscheinlich, dass solch ein Bias-Magnet das oben genannte Problem verursacht, aber es ist schwierig, die Flächeneffizienz zu verbessern.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Magnetsensors mit einem Bias-Magneten, der eine Oberfläche aufweist, die einem Magnetowiderstandseffekt-Element gegenüberliegt und sich in der Längsrichtung erstreckt, der in einer senkrecht zu der Längsrichtung verlaufenden Richtung magnetisiert wird und bei dem es weniger wahrscheinlich ist, dass dessen Magnetisierungsrichtung in die Längsrichtung gerichtet wird.
Ein Magnetsensor gemäß einer Ausführungsform bewegt sich relativ zu einem äußeren Magneten und detektiert eine Änderung eines durch den äußeren Magneten erzeugten äußeren Magnetfelds. Der Magnetsensor umfasst ein Magnetowiderstandseffekt-Element, das eine Änderung des magnetischen Widerstands gemäß der Änderung des äußeren Magnetfelds erzeugt; und ein Paar Bias-Magnete, das nahe dem Magnetowiderstandseffekt-Element vorgesehen ist und das ein Bias-Magnetfeld an das Magnetowiderstandseffekt-Element anlegt, wobei das Bias-Magnetfeld eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das Magnetowiderstandseffekt-Element angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente aufweist. Der Bias-Magnet weist einen länglichen Querschnitt in einer Ebene auf, die parallel sowohl zu dem äußeren Magnetfeld als auch zu dem Bias-Magnetfeld verläuft. In einer Projektionsebene, die parallel zu dem Querschnitt verläuft und auf die die Bias-Magneten und das Magnetowiderstandseffekt-Element projiziert werden, enthält der Bias-Magnet eine zu dem Element weisende Seite, die dem Magnetowiderstandseffekt-Element gegenüberliegt und die sich in einer Längsrichtung erstreckt, wobei der Bias-Magnet in einer senkrecht zu der Längsrichtung verlaufenden Richtung magnetisiert wird und die zu dem Element weisende Seite länger als die anderen Seiten ist.
Der Querschnitt des Bias-Magneten des Magnetsensors der vorliegenden Erfindung weist eine zu dem Element weisende Seite auf, die länger als die anderen Seiten ist, und der Querschnitt weist keine einfache rechteckige Form auf. Deshalb ist der Formanisotropieeffekt begrenzt, und es ist weniger wahrscheinlich, dass die Magnetisierungsrichtung in die Längsrichtung gerichtet ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es deshalb möglich, einen Magnetsensor mit einem Bias-Magneten bereitzustellen, der eine Oberfläche aufweist, die einem Magnetowiderstandseffekt-Element gegenüberliegt und sich in der Längsrichtung erstreckt, der in einer senkrecht zu der Längsrichtung verlaufenden Richtung magnetisiert wird und bei dem es weniger wahrscheinlich ist, dass dessen Magnetisierungsrichtung in die Längsrichtung gerichtet wird.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die Beispiele für die vorliegende Erfindung veranschaulichen, hervor.
Figurenliste

1 ist ein konzeptionelles Diagramm eines Kameramoduls, an dem ein Magnetsensor der vorliegenden Erfindung angebracht ist;
2 ist ein Schaltplan, der eine schematische Konfiguration des Magnetsensors zeigt;
3A und 3B sind eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht, die jeweils eine schematische Konfiguration des Magnetsensors zeigen;
4 ist eine Querschnittsansicht, die eine Filmkonfiguration eines Magnetowiderstandseffekt-Elements zeigt;
5A und 5B sind Diagramme, die ein Anwendungsmuster eines Bias-Magnetfelds bzw. eine Magnetfeldstärke-Leistungskurve zeigen;
6 ist eine schematische Draufsicht des in 5A gezeigten Bias-Magneten;
7 ist eine schematische perspektivische Ansicht des in 5A gezeigten Bias-Magneten;
8A bis 8D sind Diagramme, die Bias-Magneten von Vergleichsbeispielen und einer Ausführungsform sowie die Verteilung eines Bias-Magnetfelds zeigen;
9A und 9B sind schematische Draufsichten der Bias-Magneten der Vergleichsbeispiele;
10A bis 10D sind schematische Draufsichten, die verschiedene Modifikationen der Form des Bias-Magneten zeigen;
11A und 11B sind eine schematische Draufsicht und eine Schnittansicht eines Magnetsensors gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine schematische Draufsicht eines Magnetsensors gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
13A und 13B sind schematische Draufsichten eines Magnetsensors gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Magnetsensoren gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Obgleich sich jede unten genannte Ausführungsform auf einen Magnetsensor, der an einem Kameramodul angebracht ist, bezieht, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann breite Anwendung auf einen Magnetsensor, der sich relativ zu einem äußeren Magneten bewegt und eine Änderung des durch den äußeren Magneten erzeugten äußeren Magnetfelds detektiert, finden. In der folgenden Beschreibung und in den Zeichnungen ist die x-Richtung eine Richtung, in der ein äußeres Magnetfeld angelegt wird (Magnetfelddetektionsrichtung des Magnetsensors), die y-Richtung ist eine Richtung, die in einer sowohl zu der Richtung des äußeren Magnetfelds als auch zu der Richtung des Bias-Magnetfelds parallel verlaufenden Ebene senkrecht zu der x-Richtung verläuft, und die z-Richtung ist eine Richtung, die sowohl zu der x-Richtung als auch der y-Richtung senkrecht verläuft. Die x-y-Ebene ist eine Ebene, in der Magnetowiderstandseffekt-Elemente und Bias-Magneten in einem Element-Array angeordnet sind, und entspricht der Innerebenenrichtung der freien Schicht des Magnetowiderstandseffekt-Elements. Die z-Richtung verläuft parallel zu der Stapelrichtung des Magnetowiderstandseffekt-Elements.
1 zeigt ein konzeptionelles Diagramm eines Kameramoduls 1, an dem der Magnetsensor der vorliegenden Erfindung angebracht ist. Es sind vier Magneten 3 an vier Ecken des Gehäuses 2 mit einer ungefähr rechteckigen parallelepipedischen Form vorgesehen. Die obere Fläche und die untere Fläche des Gehäuses 2 weisen Öffnungen auf, durch die sich jeweils die optische Achse der Linse 4 erstrecken kann. Ein Linsenhalteglied 5, das die Linse 4 hält, ist in dem Gehäuse 2 vorgesehen. Das Linsenhalteglied 5 wird so gestützt, dass es durch ein Paar elastischer Glieder 8, 9, die bezüglich der Richtung LA der optischen Achse der Linse 4 auf beiden Seiten der Linse 4 an dem Gehäuse 2 befestigt sind, so dass es in der Richtung LA der optischen Achse (z-Richtung) beweglich ist. An der Linse 4 sind Magnetsensoren 6 fixiert. Demgemäß werden die Linse 4 und die Magnetsensoren 6 so gestützt, dass sie relativ zu den Magneten 3 in der Richtung LA der optischen Achse beweglich sind. An der Linse 4 sind zwei Magnetsensoren 6 vorgesehen, aber die Anzahl der Magnetsensoren 6 ist nicht beschränkt. Durch die Linse 4 gesammeltes Licht wird mittels einer Abbildungsvorrichtung (nicht gezeigt), wie zum Beispiel eines CMOS-Bauelements, in Bilddaten umgewandelt.
Eine ringförmige oder polygonale Spule 7 wird durch das Linsenhalteglied 5 einwärts der Magnete 3 so gestützt, dass sich die Spule 7 gegenüber den Magneten 3 befindet. Ein elastisches Glied 9 auf der Unterseite der Figur besteht aus zwei elektrisch leitenden Gliedern 9a, 9b, die über das Linsenhalteglied 5 mit jeweiligen Enden der Spule 7 verbunden sind. Wenn bewirkt wird, dass durch die beiden elektrisch leitenden Glieder 9a, 9b in der Spule 7 ein Strom fließt, empfängt die Spule 7 aufgrund des Zusammenwirkens (der Lorentzkraft) zwischen einem durch die Magnete 3 erzeugten Magnetfeld und dem in der Spule 7 fließenden Strom eine Kraft in der Richtung LA der optischen Achse. Die Spule 7 bewegt sich gegen die Vorspannkraft der elastischen Glieder 8, 9 in die Richtung LA der optischen Achse. Das Linsenhalteglied 5, die Linse 4 und die Magnetsensoren 6 bewegen sich relativ zu den Magneten 3 auch in die Richtung LA der optischen Achse. Da bei Aufwärtsbewegung der Linse 4 in die z-Richtung ein durch die Magnete 3 erzeugtes äußeres Magnetfeld an die Magnetsensoren 6 angelegt wird, wird der Abstand zwischen den Magnetsensoren 6 und den Magneten 3 in der z-Richtung verkürzt, und es wird eine größere Magnetfeldstärke detektiert. Bei Abwärtsbewegung der Linse 4 in die z-Richtung wird der Abstand zwischen den Magnetsensoren 6 und den Magneten 3 in der z-Richtung vergrößert, und die detektierte Magnetfeldstärke wird reduziert. 1 zeigt den magnetischen Fluss B des äußeren Magnetfelds. Basierend auf dem obigen Prinzip detektieren die Magnetsensoren 6 eine durch eine Bewegung der Linse 4 verursachte Änderung des äußeren Magnetfelds und geben diese aus. Da der Magnet 3 ein äußeres Magnetfeld erzeugt, das auf diese Weise durch den Magnetsensor 6 detektiert wird, wird der Magnet 3 in der folgenden Beschreibung als der äußere Magnet 3 bezeichnet.
Es sei darauf hingewiesen, dass die oben erwähnte Ausführungsform beispielhaft ist und verschiedene Konfigurationen möglich sind, solange der Magnetsensor 6 relativ zu dem Magneten 3 beweglich ist. Statt der Spule als Mittel zum Ansteuern der Linse 4, an der die Magnetsensoren 6 fixiert sind, können zum Beispiel auch ein piezoelektrisches Bauelement, eine Formgedächtnislegierung oder ein Polymeraktuator verwendet werden. Ferner ist es möglich, dass die Magnetsensoren 6 am Gehäuse 2 fixiert sind und die Magnete 3 zusammen mit der Linse 4 relativ zu dem Gehäuse 2 beweglich sind. Mit anderen Worten kann das Kameramodul 1 ein erstes Glied, das die Linse 4 enthält; ein zweites Glied, das das erste Glied so stützt, dass das erste Glied in der Richtung LA der optischen Achse der Linse 4 relativ beweglich ist; den Magnetsensor 6 und den äußeren Magneten 3 aufweisen. Der Magnetsensor 6 kann durch das erste Glied oder das zweite Glied gestützt werden, und der äußere Magnet 3 kann durch das jeweils andere Glied, das erste Glied oder das zweite Glied, gestützt werden. Die Änderung des Abstands zwischen dem Magnetsensor 6 und dem äußeren Magneten 3 steht mit der Änderung des Abstands zwischen der Linse 4 und der Abbildungsvorrichtung in Verbindung, und, wie später erwähnt werden wird, kann der Abstand zwischen der Linse 4 und der Abbildungsvorrichtung anhand der Ausgabe des Magnetsensors 6 detektiert werden.
2 zeigt eine schematische Konfiguration des Magnetsensors 6. Der Magnetsensor 6 weist vier Element-Arrays 11 bis 14 auf. Die Element-Arrays 11 bis 14 sind in einer Brückenschaltung (einer Wheatstonebrücke) miteinander verbunden. Vier Element-Arrays 11 bis 14 sind in zwei Sätze getrennt. Die Element-Arrays 11, 12 und die Element-Arrays 13, 14 der Sätze sind jeweils in Reihe geschaltet. Ein Ende jedes Satzes der Element-Arrays ist mit der Versorgungsspannung Vcc verbunden, und das andere Ende davon ist geerdet (GND). Der Magnetsensor 6 gibt die Stärke eines äußeren Magnetfelds aus, indem er die Differenz zwischen den Mittelpunktspannungen Vout1 und Vout2 der jeweiligen Sätze der Element-Arrays detektiert. Es sei darauf hingewiesen, dass das äußere Magnetfeld auch durch Verwendung allein der Mittelpunktspannung Vout1 oder Vout2 detektiert werden kann.
3A zeigt eine schematische Draufsicht eines Magnetsensors. 3B zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Magnetsensors entlang Linie A-A in 3A. 4 zeigt eine Filmkonfiguration eines Magnetowiderstandseffekt-Elements. Jedes der Element-Arrays 11 bis 14 enthält mehrere Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15, die in Reihe geschaltet sind, und Leitungsdrähte 16, die die Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15 verbinden. Die Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15 erzeugen eine Änderung des magnetischen Widerstands gemäß einer Änderung eines äußeren Magnetfelds. Die Anzahl der Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15 in jedem Element-Array 11 bis 14 ist nicht beschränkt, aber es können zum Beispiel Dutzende von Magnetowiderstandseffekt-Elementen 15 in Reihe geschaltet sein. Durch Erhöhung der Anzahl der Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15 kann eine Änderung der Mittelpunktspannungen Voutl und Vout2 beschränkt werden und das äußere Magnetfeld kann genauer gemessen werden. Wie später erwähnt werden wird, ist jedes Magnetowiderstandseffekt-Element 15 ein tunnelmagnetoresistives Element (TMR-Element, TMR - tunneling magneto-resistive), und die Leitungsdrähte 16, die an das Magnetowiderstandseffekt-Element 15 einen Lesestrom zuführen, sind sowohl mit dem oberen Ende als auch dem unteren Ende jedes Magnetowiderstandseffekt-Elements 15 verbunden. Jeder Leitungsdraht 16 verbindet die oberen Enden oder die unteren Enden der Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15, die nebeneinanderliegen. Das Magnetowiderstandseffekt-Element 15 ist in einer zylindrischen Form mit einem ungefähr kreisförmigen Querschnitt ausgebildet, aber es kann auch in einer Säulenform mit einem rechteckigen oder einem ovalen Querschnitt ausgebildet sein.
Das Magnetowiderstandseffekt-Element 15 weist eine Filmkonfiguration eines typischen Spinventils auf. Insbesondere weist das Magnetowiderstandseffekt-Element 15 Folgendes auf: eine Free Layer 151, deren Magnetisierungsrichtung sich gemäß einem äußeren Magnetfeld ändert; eine Pinned Layer 153, deren Magnetisierungsrichtung bezüglich des äußeren Magnetfelds festgelegt ist; eine Abstandsschicht 152, die zwischen der Free Layer 151 und der Pinned Layer 153 positioniert ist und sowohl mit der Free Layer 151 als auch mit der Pinned Layer 153 in Kontakt steht; und eine antiferromagnetische Schicht 154, die mit der Pinned Layer 153 auf ihrer Rückseite, wie von der Abstandsschicht 152 aus gesehen, in Kontakt steht. Die Free Layer 151, die Abstandsschicht 152, die Pinned Layer 153 und die antiferromagnetische Schicht 154 sind über einem nicht gezeigten Substrat gestapelt. Die antiferromagnetische Schicht 154 legt die Magnetisierungsrichtung der Pinned Layer 153 durch Austauschkopplung mit der Pinned Layer 153 fest. Die Pinned Layer 153 kann auch eine synthetische Konfiguration mit zwei ferromagnetischen Schichten und einer dazwischen angeordneten nichtmagnetischen Zwischenschicht aufweisen. Die Abstandsschicht 152 ist eine nichtmagnetische und elektrisch leitende Schicht, die aus einem nichtmagnetischen Metall, wie zum Beispiel Cu, besteht, oder eine Tunnelbarrierenschicht, die aus einem nichtmagnetischen Isoliermaterial, wie zum Beispiel Al₂O₃, besteht, hergestellt ist. Wenn die Abstandsschicht 152 eine nichtmagnetische und elektrisch leitende Schicht ist, wirkt das Magnetowiderstandseffekt-Element 15 als ein Riesen-Magnetwiderstandseffekt-Element (GMR-Element, GMR - giant magneto-resistive), und wenn die Abstandsschicht 152 eine Tunnelbarrierenschicht ist, wirkt das Magnetowiderstandseffekt-Element 15 als ein TMR-Element. Aufgrund einer großen MR-Änderungsrate und einer sich ergebenden großen Ausgangsspannung der Brückenschaltung ist das Magnetowiderstandseffekt-Element 15 besonders bevorzugt durch ein TMR-Element konfiguriert.
5A zeigt eine Querschnittsansicht in einer x-y-Ebene des Magnetowiderstandseffekt-Elements 15 und eines Paars Bias-Magneten 17, die auf den lateralen Seiten des Magnetowiderstandseffekt-Elements 15 vorgesehen sind. Ein Paar Bias-Magnete 17, die aus einem hartmagnetischen Material, wie zum Beispiel CoPt, hergestellt sind, ist in der Nähe und auf beiden Seiten jedes Magnetowiderstandseffekt-Elements 15 vorgesehen. Der Bias-Magnet 17 weist einen in Längsrichtung L langgestreckten Querschnitt auf, und in diesem Querschnitt wird der Bias-Magnet 17 in Richtung S, die senkrecht zur Längsrichtung L verläuft, magnetisiert. Mit anderen Worten, der Bias-Magnet 17 weist eine in einer senkrecht zu der Magnetisierungsrichtung verlaufenden Richtung langgestreckte Form auf, und das Bias-Magnetfeld BB wird in Richtung S angelegt. Die Positionen der Bias-Magnete 17 in der z-Richtung sind nicht beschränkt, aber die Bias-Magnete 17 sind wünschenswerterweise mindestens auf beiden lateralen Seiten der Free Layer 151 in der z-Richtung vorgesehen. Die Bias-Magnete 17 legen das Bias-Magnetfeld BB an die Free Layer 151 des Magnetowiderstandseffekt-Elements 15 an. Pfeil 101 zeigt ein äußeres Magnetfeld von dem äußeren Magneten 3 an. Wie oben erwähnt, ändert sich die Stärke des äußeren Magnetfelds um den mittleren Wert, wenn sich die an der sich bewegenden Linse 4 fixierten äußeren Magnete 3 in der z-Richtung bewegen. Mit anderen Worten, die Größe des äußeren Magnetfelds ändert sich zwischen Pfeil 102 und Pfeil 103 mit Pfeil 101 als die Mitte.
5B zeigt die Beziehung zwischen einer Magnetfeldstärke und einer Ausgabe eines Magnetsensors. Im Allgemeinen ist das magnetoresistive Element 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabe gesättigt ist, wenn die Magnetfeldstärke einen bestimmten Wert erreicht. Der Magnetsensor 6 wird immer mit einem durch die äußeren Magnete 3 erzeugten äußeren Magnetfeld beaufschlagt. Wenn keine Bias-Magnete 17 vorgesehen sind, wird im Wesentlichen nur das durch die äußeren Magnete 3 erzeugte äußere Magnetfeld an den Magnetsensor 6 angelegt. In diesem Fall ändert sich die Ausgabe des Magnetsensors 6 innerhalb eines Bereichs, der einem Änderungsbereich 104 um den Mittelwert A der Stärke des äußeren Magnetfelds entspricht. Betreiben des Magnetsensors 6 innerhalb des Änderungsbereichs 104 der Stärke des äußeren Magnetfelds ist jedoch aus den folgenden Gründen von Nachteil.
Das äußere Magnetfeld wird anhand der Ausgabe des Magnetsensors 6 berechnet. Mit anderen Worten, die Stärke des äußeren Magnetfelds wird umgekehrt anhand der Ausgabe des Magnetsensors 6 in der in 5B gezeigten Magnetfeldstärke-Leistungskurve berechnet. Wenn der Magnetsensor 6 um Punkt A verwendet wird, ist es demgemäß schwierig, die Genauigkeit, mit der die Stärke des äußeren Magnetfelds detektiert wird, zu verbessern, da als Reaktion auf die Änderung der Magnetfeldstärke nur eine geringe Änderung der Ausgabe erhalten werden kann. Als Nächstes ist die Linearität der Ausgabe um Punkt A nicht gut. Die Stärke des äußeren Magnetfelds wird durch Annäherung der in 5B gezeigten Magnetfeldstärke-Leistungskurve durch viele miteinander verbundene lineare Funktionen und durch Anwendung der Ausgabe auf die linearen Funktionen berechnet. Bei Verwendung des Magnetsensors 6 um Punkt A muss die Magnetfeldstärke-Leistungskurve durch viele lineare Linien angenähert werden, die einen komplexen Algorithmus zur Berechnung der Stärke des äußeren Magnetfelds und eine große Dateigröße in einem Speicher zum Speichern der Daten der vielen linearen Linien benötigen. Bei Verwendung des Magnetsensors 6 um Punkt A werden ferner Offset-Temperatur-Eigenschaften beeinträchtigt. Die Offset-Temperatur-Eigenschaften zeigen, wie sich der Gradient der Magnetfeldstärke-Leistungskurve in Abhängigkeit von Temperaturen ändert. Insbesondere ändert sich die Magnetfeldstärke-Leistungskurve des Magnetowiderstandseffekt-Elements 15 in Abhängigkeit von Temperaturen als gestrichelte Linien Y1 und Y2. Da der Absolutwert der detektierten Stärke des äußeren Magnetfelds groß ist, wenn der Magnetsensor 6 um Punkt A verwendet wird, neigt der Einfluss der Offset-Temperatur-Eigenschaften dazu, vergrößert zu werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Bias-Magnete 17 so vorgesehen, dass die Oberfläche jedes Bias-Magneten 17, die sich gegenüber dem Magnetowiderstandseffekt-Element 15 befindet (im Folgenden als zu dem Element weisende Oberfläche 18 bezeichnet), bezüglich der senkrecht zu der x-Richtung, in der das äußere Magnetfeld angelegt ist, verlaufenden y-Richtung geneigt ist. Somit legen die Bias-Magnete 17 das Bias-Magnetfeld BB mit der Komponente BBx in einer solchen Richtung an, dass die Komponente BBx das an das Magnetowiderstandseffekt-Element 15 angelegte äußere Magnetfeld aufhebt. Idealerweise ist die x-Komponente BBx des Bias-Magnetfelds BB ungefähr gleich dem Mittelwert A des äußeren Magnetfelds und weist ein zu dem Mittelwert A des äußeren Magnetfelds umgekehrtes Vorzeichen auf. Deshalb wird das kombinierte Magnetfeld oder die Summierung des Mittelwerts A des äußeren Magnetfelds und des Bias-Magnetfelds BB im Wesentlichen null. Da sich der Magnetsensor 6 innerhalb des Magnetfeldstärkebereichs 105 um das Null-Magnetfeld ändert, kommt es kaum zu den oben genannten Problemen. Mit anderen Worten, das äußere Magnetfeld wird genauer detektiert, der Algorithmus zur Berechnung der Stärke des äußeren Magnetfelds wird vereinfacht, der Speicherverbrauch wird begrenzt und der Einfluss der Offset-Temperatur-Eigenschaften wird reduziert. Es sei darauf hingewiesen, dass in dem Idealzustand, in dem das äußere Magnetfeld und die x-Komponente BBx des Bias-Magnetfelds BB ausgeglichen sind, nur die y-Komponente BBy des Bias-Magnetfelds BB an die Free Layer 151 angelegt wird. Da die Magnetisierung der Pinned Layer 153 in x-Richtung festgelegt ist, verläuft die Magnetisierungsrichtung der Free Layer 151 in diesem Zustand senkrecht zu der Magnetisierungsrichtung der Pinned Layer 153.
6 ist eine vergrößerte Ansicht des Teils B in 3A, die eine Draufsicht der Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15 und der Bias-Magnete 17 in der x-y-Ebene zeigt. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht von Teil B. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Sätze eines Magnetowiderstandseffekt-Elements und ein Paar Bias-Magnete vorgesehen. In der folgenden Beschreibung wird eines der sich nebeneinander befindenden Magnetowiderstandseffekt-Elemente als ein erstes Magnetowiderstandseffekt-Element 15a beschrieben, und das andere wird als ein zweites Magnetowiderstandseffekt-Element 15b beschrieben. Darüber hinaus wird ein Paar Bias-Magnete, die auf beiden Seiten des ersten Magnetowiderstandseffekt-Elements 15a vorgesehen sind, als erste Bias-Magnete 17a bezeichnet, und ein Paar Bias-Magnete, die auf beiden Seiten des zweiten Magnetowiderstandseffekt-Elements 15b vorgesehen sind, werden als zweite Bias-Magnete 17b bezeichnet. Zwei erste Bias-Magnete 17a des Paars weisen die gleichen Formen auf und sind bezüglich der z-Richtungs-Mittellinie C1, die durch das erste Magnetowiderstandseffekt-Element 15a verläuft, rotationssymmetrisch. Analog dazu weisen zwei zweite Bias-Magnete 17b des Paars die gleichen Formen auf und sind bezüglich der z-Richtungs-Mittellinie C2, die durch das zweite Magnetowiderstandseffekt-Element 15b verläuft, rotationssymmetrisch. Das erste Magnetowiderstandseffekt-Element 15a und das zweite Magnetowiderstandseffekt-Element 15b weisen die gleichen Konfigurationen auf, und die ersten Bias-Magnete 17a und die zweiten Bias-Magnete 17b weisen auch die gleichen Konfigurationen auf. Die Positionsbeziehung zwischen dem ersten Magnetowiderstandseffekt-Element 15a und den ersten Bias-Magneten 17a ist die gleiche wie die Positionsbeziehung zwischen dem zweiten Magnetowiderstandseffekt-Element 15b und den zweiten Bias-Magneten 17b.
Die ersten Bias-Magnete 17a weisen erste zu dem Element weisende Oberflächen 18a auf, die dem ersten Magnetowiderstandseffekt-Element 15a gegenüberliegen und sich in der Längsrichtung L erstrecken. Die zweiten Bias-Magnete 17b weisen zweite zu dem Element weisende Oberflächen 18b auf, die dem zweiten Magnetowiderstandseffekt-Element 15b gegenüberliegen und sich in der Längsrichtung L erstrecken. Die ersten zu dem Element weisenden Oberflächen 18a und die zweiten zu dem Element weisenden Oberflächen 18b verlaufen parallel zueinander. Der erste Bias-Magnet 17a weist eine erste laterale Oberfläche 19a auf, die in einem spitzen Winkel θ mit der ersten zu dem Element weisenden Oberfläche 18a verbunden ist, und der zweite Bias-Magnet 17b weist eine zweite laterale Oberfläche 19b auf, die in einem spitzen Winkel θ mit der zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche 18b verbunden ist. In dem in 6 gezeigten x-y-Querschnitt können die erste zu dem Element weisende Oberfläche 18a, die zweite zu dem Element weisende Oberfläche 18b, die erste laterale Oberfläche 19a und die zweite laterale Oberfläche 19b auch als die erste zu dem Element weisende Seite 18a', die zweite zu dem Element weisende Seite 18b', die erste laterale Seite 19a' bzw. die zweite laterale Seite 19b' bezeichnet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass 6 auch als eine Projektionsebene betrachtet werden kann, die parallel zu der x-y-Ebene verläuft und auf die die ersten und zweiten Bias-Magnete 17a, 17b und die ersten und zweiten Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15a, 15b projiziert sind.
Die Querschnittsflächen der ersten und zweiten Bias-Magnete 17a, 17b, die parallel zu den ersten und zweiten zu dem Element weisenden Oberflächen 18a, 18b verlaufen, nehmen mit Annäherung an die ersten bzw. zweiten Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15a, 15b durch die Querschnitte allmählich zu. Mit anderen Worten, in dem in 6 gezeigten x-y-Querschnitt ist die erste zu dem Element weisende Seite 18a' länger als die anderen Seiten des ersten Bias-Magneten 17a, und die zweite zu dem Element weisende Seite 18b' ist länger als die anderen Seiten des zweiten Bias-Magneten 17b. Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die ersten und die zweiten Bias-Magnete 17a, 17b in dem x-y-Querschnitt trapezförmige Querschnitte auf, wobei die erste und die zweite zu dem Element weisende Seite 18a' bzw. 18b' Längsseiten der Trapeze sind.
Es ist herkömmlicherweise ein Bias-Magnet bekannt, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist, in dem eine Längsseite des Rechtecks zu einem Element weist, und der in Richtung der kurzen Seite magnetisiert wird. Solch ein Bias-Magnet weist eine hohe Flächeneffizienz auf, die die Anordnung vieler Magnetowiderstandseffekt-Elemente auf kleinem Raum gestattet, aber die Magnetisierungsrichtung neigt aufgrund der Formanisotropie, die durch die längliche Form verursacht wird, dazu, in Richtung der Längsachse gerichtet zu sein. Wenn die Magnetisierungsrichtung in Richtung der Längsachse gerichtet ist, wird die x-Richtungskomponente des Bias-Magnetfelds BB geändert, und das äußere Magnetfeld kann nicht effektiv aufgehoben werden. Infolgedessen wird die Mitte der Magnetfeldstärke zu der positiven oder negativen Seite in der Magnetfeldstärke-Leistungskurve verschoben, wodurch die Lösung der oben genannten Probleme schwierig wird. Da die Formanisotropie bei der vorliegenden Ausführungsform aufgrund der trapezförmigen Querschnitte der Bias-Magnete 17a, 17b gemindert wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Magnetisierungsrichtung S in die senkrecht zur Magnetisierungsrichtung S verlaufende Längsrichtung L gerichtet wird. Infolgedessen wird die x-Richtungskomponente des Bias-Magnetfelds BB genauer in die Richtung angelegt, so dass die Komponente das äußere Magnetfeld aufhebt, und die oben genannten Probleme können leicht gelöst werden.
Die zu dem Element weisenden Seiten 18a', 18b' sind länger als die Breite der ersten bzw. zweiten Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15a, 15b in der jeweiligen Längsrichtung L. Somit wird das Bias-Magnetfeld BB in der Längsrichtung L gleichmäßig verteilt. 8A zeigt eine Draufsicht eines Bias-Magneten 117 von Vergleichsbeispiel 1, 8B zeigt eine Draufsicht des Bias-Magneten 217 von Vergleichsbeispiel 2, und 8C zeigt eine Draufsicht des Bias-Magneten 17 einer Ausführungsform. 8D zeigt Verteilungen des Bias-Magnetfelds BB von Bias-Magnet 17, 117 und 217 in der Längsrichtung L. Der Bias-Magnet 17 der Ausführungsform ist gleich dem unter Verwendung der 6 und 7 beschriebenen Bias-Magneten 17. Der Bias-Magnet 117 von Vergleichsbeispiel 1 weist einen rechteckigen Querschnitt auf, und die Länge der Längsseite ist gleich der Länge der Längsseite des Bias-Magneten 17 der Ausführungsform. Der Bias-Magnet 217 von Vergleichsbeispiel 2 weist einen rechteckigen Querschnitt auf, und die Länge der Längsseite ist gleich der Länge der kurzen Seite des Bias-Magneten 17 der Ausführungsform. Die Breiten der ersten und zweiten Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15a, 15b in der Längsrichtung L sind ungefähr gleich der Länge der Längsseite des Bias-Magneten 217 von Vergleichsbeispiel 2. Wie in 8D gezeigt, zeigt Vergleichsbeispiel 1 ein starkes Bias-Magnetfeld, das in der Richtung L gleichmäßig verteilt ist, während Vergleichsbeispiel 2 ein Bias-Magnetfeld zeigt, dass in der Richtung L außer im kleinsten Bereich gleichmäßig verteilt ist. Die Ausführungsform zeigt eine Bias-Magnetfeldverteilung, die ungefähr gleich der von Vergleichsbeispiel 1 ist. Demgemäß sind die zu dem Element weisenden Seiten 18a', 18b' vorzugsweise um ein 1,5-Faches oder darüber länger als die Breiten der ersten und zweiten Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15a, 15b in der Längsrichtung L.
Wie in den 6 und 7 der vorliegenden Ausführungsform gezeigt, sind darüber hinaus die ersten und zweiten Bias-Magnete 17a, 17b mit den ersten bzw. zweiten Magnetowiderstandseffekt-Elementen 15a, 15b kombiniert; die ersten und zweiten Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15a, 15b befinden sich nebeneinander; und einer der Bias-Magnete 17a und einer der Bias-Magnete 17b befinden sich nebeneinander. Des Weiteren befinden sich die erste laterale Oberfläche 19a des ersten Bias-Magneten 17a und die zweite laterale Oberfläche 19b des zweiten Bias-Magneten 17b (die erste laterale Seite 19a' und die zweite laterale Seite 19b' in dem in 6 gezeigten x-y-Querschnitt) einander gegenüber. Die erste laterale Oberfläche 19a und die zweite laterale Oberfläche 19b (die erste laterale Seite 19a' und die zweite laterale Seite 19b') verlaufen parallel zueinander. Somit können der erste Bias-Magnet 17a und der zweite Bias-Magnet 17b effizienter angeordnet werden, und es können größere Anzahlen von Magnetowiderstandseffekt-Elementen 15 auf begrenztem Raum vorgesehen werden. Die Achse C3 des ersten Bias-Magneten 17a und die Achse C3' des zweiten Bias-Magneten 17b können sich auf der gleichen Geraden befinden, oder sie können voneinander versetzt sein. Die Achse C3 durchquert die Mitte des ersten Bias-Magneten 17a hinsichtlich der Richtung der kurzen Seite davon und verläuft parallel zur Längsrichtung L (der Längsseite), und die Achse C3' durchquert die Mitte des zweiten Bias-Magneten 17b bezüglich der Richtung der kurzen Seite davon und verläuft parallel zur Längsrichtung L (der Längsseite).
9A zeigt eine beispielhafte Anordnung von Bias-Magneten 117a, 117b von Vergleichsbeispiel 1, und 9B zeigt eine beispielhafte Anordnung von Bias-Magneten 217a, 217b von Vergleichsbeispiel 2. In diesen Figuren ist der Abstand D zwischen benachbarten Magnetowiderstandseffekt-Elementen 15a, 15b in der y-Richtung der gleiche wie der bei der in 6 gezeigten Ausführungsform. In dem in 9A gezeigten Vergleichsbeispiel 1 behindern sich ein erster Bias-Magnet 117a und ein zweiter Bias-Magnet 117b physisch gegenseitig. Dies bedeutet, dass der Abstand D zwischen den benachbarten Magnetowiderstandseffekt-Elementen 15a, 15b in der y-Richtung im Vergleich zu 6 vergrößert werden muss, und mit anderen Worten, dass die Anzahl der Magnetowiderstandseffekt-Elemente 15, die in jedem der Element-Arrays 11 bis 14 enthalten sein kann, verringert werden muss. In dem in 9B gezeigten Vergleichsbeispiel 2 liegt zwar keine gegenseitige Behinderung zwischen dem ersten Bias-Magneten 217a und dem zweiten Bias-Magneten 217b vor, aber der Bereich des Bias-Magnetfelds, der gleichmäßig angelegt wird, ist schmal, wie unter Bezugnahme auf die 8A bis 8D beschrieben. Mit anderen Worten ist es bei der Ausführungsform möglich, zu gewährleisten, dass ein großes Bias-Magnetfeld BB über einen weiten Bereich in der Längsrichtung L gleichmäßig angelegt wird und dass die Bias-Magnete 17 effizient angeordnet werden.
Die 10A bis 10D zeigen verschiedene Modifikationen der Bias-Magnete. Bei jeder der Modifikationen weisen alle Bias-Magnete die gleiche Form auf. Unter Bezugnahme auf 10A weisen sowohl die ersten als auch die zweiten Bias-Magnete 21a, 21b parallelogrammförmige Querschnitte auf. Unter Bezugnahme auf 10B weisen sowohl die ersten als auch die zweiten Bias-Magnete 22a, 22b quadratische Querschnitte auf. Die Seite 22d, die dem anderen Bias-Magneten 22a oder 22b gegenüberliegt, verläuft nicht senkrecht zu der zu dem Element weisenden Seite 22c, während die Seite 22e, die der Seite 22d gegenüberliegt, senkrecht zu der zu dem Element weisenden Seite 22c verläuft. Die Seite 22f, die der zu dem Element weisenden Seite 22c gegenüberliegt, verläuft parallel zu der zu dem Element weisenden Seite 22c. Unter Bezugnahme auf 10C sind sowohl die ersten als auch die zweiten Bias-Magnete 23a, 23b gleichschenklige Dreiecke. Die zu dem Element weisende Seite 23c ist die Basis des gleichschenkligen Dreiecks und ist länger als die anderen beiden Seiten 23d, 23e. Unter Bezugnahme auf 10D sind sowohl die ersten als auch die zweiten Bias-Magnete 24a und 24b rechtwinklige Dreiecke. Die zu dem Element weisende Seite 24c ist die Basis des rechtwinkligen Dreiecks und ist kürzer als die Hypotenuse 24d. Die in den 10B bis 10D gezeigten modifizierten Bias-Magnete und die oben genannten Bias-Magnete, die einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, sind bezüglich der Mittellinie (der zweiten Mittellinie) C4, die parallel zu der Mittellinie (den ersten Mittellinien) in der z-Richtung des Magnetowiderstandseffekt-Elements 15a, 15b verläuft und die den Schwerpunkt des Bias-Magneten durchquert, rotationsasymmetrisch. Rotationsasymmetrie ist als die Form definiert, deren Querschnitt nicht mit dem ursprünglichen Querschnitt zusammenfällt, wenn er in irgendeinem anderen Winkel als 360 x N Grad (N ist eine natürliche Zahl) um die den Schwerpunkt der Form durchquerende Mittellinie gedreht wird.
Die 11A bis 13B zeigen Draufsichten in der x-y-Ebene der Magnetsensoren 6 mit Bias-Magneten, die nahe GMR-Elementen angeordnet sind, in denen ein Richtungsstrom in der senkrecht zu der Stapelrichtung (z-Richtung) verlaufenden y-Richtung fließt. Anstelle der GMR-Elemente können AMR-Elemente verwendet werden. Das Magnetowiderstandseffekt-Element der vorliegenden Ausführungsform weist eine Längsachse C5 auf, die in der senkrecht zu dem an das Magnetowiderstandseffekt-Element angelegten äußeren Magnetfeld verlaufenden Richtung verläuft, und mehrere Bias-Magnete sind entlang der Längsachse C5 an dem Magnetowiderstandseffekt-Element angeordnet. Magnetoresistive Elemente sind mittels Leitungsdrähten, die nicht gezeigt werden, in Reihe geschaltet. Es sei darauf hingewiesen, dass die 11A bis 13B auch als Projektionsebenen angesehen werden können, die parallel zu der x-y-Ebene verlaufen und auf die die Bias-Magnete und die Magnetowiderstandseffekt-Elemente projiziert sind.
In den in den 11A und 11B gezeigten Beispielen weist der Magnetsensor einen ersten Bias-Magneten 37a, der der oberen Fläche des Magnetowiderstandseffekt-Elements 35 gegenüberliegt, und einen zweiten Bias-Magneten 37b, der der oberen Fläche des Magnetowiderstandseffekt-Elements 35 gegenüberliegt und der sich neben dem ersten Bias-Magneten 37a befindet, auf. Der erste Bias-Magnet 37a legt ein Bias-Magnetfeld BB1 an das Magnetowiderstandseffekt-Element 35 an. Das Bias-Magnetfeld BB1 weist eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das Magnetowiderstandseffekt-Element 35 angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente auf. Der zweite Bias-Magnet 376 legt ein Bias-Magnetfeld BB2 an das Magnetowiderstandseffekt-Element 35 an. Das Magnetfeld BB2 weist eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das Magnetowiderstandseffekt-Element 35 angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente auf. Der erste Bias-Magnet 37a weist eine erste zu dem Element weisende Oberfläche 38a, die dem Magnetowiderstandseffekt-Element 35 gegenüberliegt, eine erste laterale Oberfläche 39a, die mit der ersten zu dem Element weisenden Oberfläche 38a verbunden ist, und eine dritte laterale Oberfläche 39c, die mit der ersten zu dem Element weisenden Oberfläche 38a verbunden ist und die in einem spitzen Winkel mit der ersten lateralen Oberfläche 39a verbunden ist, auf. Der zweite Bias-Magnet 37b weist eine zweite zu dem Element weisende Oberfläche 38b, die dem Magnetowiderstandseffekt-Element 35 gegenüberliegt, eine zweite laterale Oberfläche 39b, die mit der zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche 38b verbunden ist, und eine vierte laterale Oberfläche 39d, die mit der zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche 38b verbunden ist und die in einem spitzen Winkel mit der zweiten lateralen Oberfläche 39b verbunden ist, auf. Der Bias-Magnet 37 weist, wie in der z-Richtung gesehen, eine trapezförmige Querschnittsform auf. Die erste laterale Oberfläche 39a und die zweite laterale Oberfläche 39b liegen einander gegenüber. Vorzugsweise verlaufen die dritte laterale Oberfläche 39c und die vierte laterale Oberfläche 39d parallel zueinander. Der erste Bias-Magnet 37a und der zweite Bias-Magnet 37b sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet, die parallel zu der dritten und vierten lateralen Oberfläche 39c, 39d verläuft, sie können aber auch auf Achsen angeordnet sein, die verschieden voneinander sind.
In dem in 12 gezeigten Beispiel weist der Magnetsensor einen ersten Bias-Magneten 47a, der der oberen Fläche des ersten Magnetowiderstandseffekt-Elements 45a gegenüberliegt, und einen zweiten Bias-Magneten 47b, der der oberen Fläche des zweiten Magnetowiderstandseffekt-Elements 45b gegenüberliegt und der sich neben dem ersten Bias-Magneten 47a befindet, auf. Der erste Bias-Magnet 47a legt ein Bias-Magnetfeld BB1 an das erste Magnetowiderstandseffekt-Element 45a an. Das Bias-Magnetfeld BB1 weist eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das erste Magnetowiderstandseffekt-Element 45a angelegte äußere Magnetfeld aufhebt und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente auf. Der zweite Bias-Magnet 47b legt ein Bias-Magnetfeld BB2 an das zweite Magnetowiderstandseffekt-Element 45b an. Das Bias-Magnetfeld BB2 weist eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das zweite Magnetowiderstandseffekt-Element 45b angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente auf. Der erste Bias-Magnet 47a weist eine erste zu dem Element weisende Oberfläche 48a, die dem ersten Magnetowiderstandseffekt-Element 45a gegenüberliegt, eine erste laterale Oberfläche 49a, die mit der ersten zu dem Element weisenden Oberfläche 48a verbunden ist, und eine dritte laterale Oberfläche 49c, die mit der ersten zu dem Element weisenden Oberfläche 48a verbunden ist und die in einem spitzen Winkel mit der ersten lateralen Oberfläche 49a verbunden ist, auf. Der zweite Bias-Magnet 47b weist eine zweite zu dem Element weisende Oberfläche 48b, die dem zweiten Magnetowiderstandseffekt-Element 45b gegenüberliegt, eine zweite laterale Oberfläche 49b, die mit der zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche 48b verbunden ist, und eine vierte laterale Oberfläche 49d, die mit der zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche 48b verbunden ist und die in einem spitzen Winkel mit der zweiten lateralen Oberfläche 49b verbunden ist, auf. Der erste und der zweite Bias-Magnet 47a, 47b weisen, wie in der z-Richtung gesehen, parallelogrammförmige Querschnittsformen auf. Die erste laterale Oberfläche 49a und die zweite laterale Oberfläche 49b liegen einander gegenüber. Vorzugsweise verlaufen die dritte laterale Oberfläche 49c und die vierte laterale Oberfläche 49d parallel zueinander. Der erste Bias-Magnet 47a und der zweite Bias-Magnet 47b sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet, die parallel zu der dritten und vierten lateralen Oberfläche 49c, 49d verläuft, sie können aber auch auf Achsen angeordnet sein, die verschieden voneinander sind.
In den in den 13A und 13B gezeigten Beispielen weist der Magnetsensor einen ersten Bias-Magneten 57a, der der oberen Fläche des ersten Magnetowiderstandseffekt-Elements 55a gegenüberliegt, und einen zweiten Bias-Magneten 57b, der der oberen Fläche des zweiten Magnetowiderstandseffekt-Elements 55b gegenüberliegt und der sich neben dem ersten Bias-Magneten 57a befindet, auf. Der erste Bias-Magnet 57a legt ein Bias-Magnetfeld BB1 an das erste Magnetowiderstandseffekt-Element 55a an. Das Bias-Magnetfeld BB1 weist eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das erste Magnetowiderstandseffekt-Element 55a angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente auf. Der zweite Bias-Magnet 57b legt ein Bias-Magnetfeld BB2 an das zweite Magnetowiderstandseffekt-Element 55b an. Das Bias-Magnetfeld BB2 weist eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das zweite Magnetowiderstandseffekt-Element 55b angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente auf. Der erste Bias-Magnet 57a weist eine erste zu dem Element weisende Oberfläche 58a, die dem ersten Magnetowiderstandseffekt-Element 55a gegenüberliegt, eine erste laterale Oberfläche 59a, die mit der ersten zu dem Element weisenden Oberfläche 58a verbunden ist, und eine dritte laterale Oberfläche 59c, die mit der ersten zu dem Element weisenden Oberfläche 58a verbunden ist und die in einem spitzen Winkel mit der ersten lateralen Oberfläche 59a verbunden ist, auf. Der zweite Bias-Magnet 57b weist eine zweite zu dem Element weisende Oberfläche 58b, die dem zweiten Magnetowiderstandseffekt-Element 55b gegenüberliegt, eine zweite laterale Oberfläche 59b, die mit der zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche 58b verbunden ist, und eine vierte laterale Oberfläche 59d, die mit der zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche 58b verbunden ist und die in einem spitzen Winkel mit der zweiten lateralen Oberfläche 59b verbunden ist, auf. Der erste und der zweite Bias-Magnet 57a, 57b weisen, wie in der z-Richtung gesehen, trapezförmige Querschnittsformen auf. Die erste laterale Oberfläche 59a und die zweite laterale Oberfläche 59b liegen einander gegenüber. Vorzugsweise verlaufen die dritte laterale Oberfläche 59c und die vierte laterale Oberfläche 59d parallel zueinander. Der erste Bias-Magnet 57a und der zweite Bias-Magnet 57b sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet, die parallel zu der dritten und vierten lateralen Oberfläche 59c, 59d verläuft, sie können aber auch auf Achsen angeordnet sein, die verschieden voneinander sind.
Bei dem in den 11A und 11B gezeigten Magnetsensor wird die Stärke der Bias-Magnetfelder BB1, BB2 gleichmäßig in einem weiten Bereich verteilt, und die Bias-Magnete 37a, 37b sind effizient angeordnet. Bei dem in 12 gezeigten Magnetsensor können die Magnetowiderstandseffekt-Elemente 45a, 45b mit einer hohen Dichte angeordnet sein, da sie in der x-Richtung dicht beieinander angeordnet sein können. Aufgrund der Parallelogrammformen der Bias-Magnete 47a, 47b kann darüber hinaus ein durch gegenseitigen Kontakt verursachter Kurzschluss zwischen benachbarten Magnetowiderstandseffekt-Elementen 45a, 45b verhindert werden. Bei den in den 13A und 13B gezeigten Magnetsensoren können die Magnetowiderstandseffekt-Elemente 55a, 55b mit einer hohen Dichte angeordnet sein, da sie wie bei dem in 12 gezeigten Magnetsensor in der x-Richtung nahe beieinander angeordnet sein können. Aufgrund der Parallelogrammformen der Bias-Magnete 57a, 57b kann darüber hinaus ein durch gegenseitigen Kontakt verursachter Kurzschluss zwischen benachbarten Magnetowiderstandseffekt-Elementen 55a, 55b verhindert werden. Ferner kann bei den in den 13A und 13B gezeigten Magnetsensoren die Anordnungseffizienz durch den reduzierten Abstand zwischen den benachbarten Magnetowiderstandseffekt-Elementen 55a, 55b verbessert werden. Demgemäß kann das Magnetfeld durch Erhöhen der Anzahl der Magnetowiderstandseffekt-Elemente 55a, 55b zur Reduzierung einer Ausgabeschwankung genauer detektiert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bias-Magnete bei jeder Ausführungsform in den 11A bis 13B der oberen Fläche des Magnetowiderstandseffekt-Elements bezüglich der Stapelrichtung gegenüberliegen, aber sie können auch der unteren Fläche des Magnetowiderstandseffekt-Elements bezüglich der Stapelrichtung gegenüberliegen, oder sie können sowohl der oberen Fläche als auch der unteren Fläche des Magnetowiderstandseffekt-Elements gegenüberliegen. Die obere Fläche ist eine Rückseite des Magnetowiderstandseffekt-Elements, wie von dem Substrat aus gesehen, und die untere Fläche ist eine Oberfläche davon auf der zu dem Substrat weisenden Seite.
Obgleich bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich gezeigt und beschrieben wurden, versteht sich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von dem Wesen oder Schutzumfang der angehängten Ansprüche abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Kameramodul
2: Gehäuse
3: Magnet
4: Linse
5: Linsenhalteglied
6: Magnetsensor
7: Spule
8, 9: Elastisches Glied
9a, 9b: Elektrisch leitende Glieder
11 bis 14: Element-Array
15, 35: Magnetowiderstandseffekt-Element
16: Leitungsdraht
17, 37, 47, 117, 217: Bias-Magnet
17a, 21a, 22a, 23a, 24a: Erster Bias-Magnet
17b, 21b, 22b, 23b, 24b: Zweiter Bias-Magnet
18: Zu dem Element weisende Oberfläche
18a: Erste zu dem Element weisende Oberfläche
18a': Erste zu dem Element weisende Seite
18b: Zweite zu dem Element weisende Oberfläche
18b': Zweite zu dem Element weisende Seite
19a: Erste laterale Oberfläche
19a': Erste laterale Seite
19b: Zweite laterale Oberfläche
19b': Zweite laterale Seite
151: Free Layer
152: Abstandsschicht
153: Pinned Layer
154: Antiferromagnetische Schicht
BB: Bias-Magnetfeld
C1, C2: Mittellinie
C3: Gemeinsame Achse
C4: Mittellinie
C5: Längsachse
D: Abstand zwischen benachbarten Magnetowiderstandseffekt-Elementen in der y-Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017113576 [0001]
WO 2014/111976 A1 [0005, 0006]
JP 5843079 B [0005, 0006]
JP 2016130686 A [0005, 0006]

Claims

Magnetsensor (6), der sich relativ zu einem äußeren Magneten (3) bewegt und der eine Änderung eines durch den äußeren Magneten (3) erzeugten äußeren Magnetfelds detektiert, wobei der Magnetsensor (6) Folgendes umfasst: ein Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35), das eine Änderung eines magnetischen Widerstands gemäß der Änderung des äußeren Magnetfelds erzeugt; und ein Paar Bias-Magnete (17; 37), das nahe dem Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) vorgesehen ist und das ein Bias-Magnetfeld an das Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) anlegt, wobei das Bias-Magnetfeld eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente aufweist, wobei der Bias-Magnet (17; 37) einen länglichen Querschnitt in einer Ebene, die parallel sowohl zu dem äußeren Magnetfeld als auch zu dem Bias-Magnetfeld verläuft, aufweist, und in einer Projektionsebene, die parallel zu dem länglichen Querschnitt verläuft und auf die die Bias-Magneten (17; 37) und das Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) projiziert werden, der Bias-Magnet (17; 37) eine zu dem Element weisende Seite (18; 39c, 39d), die dem Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) gegenüberliegt und die sich in einer Längsrichtung erstreckt, enthält, wobei der Bias-Magnet (17; 37) in einer senkrecht zu der Längsrichtung verlaufenden Richtung magnetisiert wird und die zu dem Element weisende Seite (18; 39c, 39d) länger als andere Seiten ist.
Magnetsensor (6) nach Anspruch 1, wobei der Bias-Magnet (17; 37) eine laterale Seite (19a, 19b; 39a, 39b) aufweist, die in einem spitzen Winkel mit der zu dem Element weisenden Seite (18; 39c, 39d) verbunden ist.
Magnetsensor (6) nach Anspruch 2, wobei der Bias-Magnet (17; 37) einen Querschnitt in Form eines Trapezes aufweist, in dem die zu dem Element weisende Seite (18; 39c, 39d) eine Längsseite des Trapezes ist.
Magnetsensor (6) nach Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend einen ersten Satz und einen zweiten Satz, wobei jeder Satz aus dem Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) und dem Paar Bias-Magnete (17; 37) besteht, wobei einer der Bias-Magnete (17; 37) des ersten Satzes und einer der Bias-Magnete (17; 37) des zweiten Satzes nebeneinanderliegen und die laterale Seite (19a, 19b; 39a, 39b) des einen der Bias-Magnete (17; 37) des ersten Satzes und die laterale Seite (19a, 19b; 39a, 39b) des einen der Bias-Magnete (17; 37) des zweiten Satzes einander gegenüberliegen.
Magnetsensor (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zu dem Element weisende Seite (18; 39c, 39d) um ein 1,5-Faches oder darüber länger als eine Breite des Magnetowiderstandseffekt-Elements (15; 35) in der Längsrichtung ist.
Magnetsensor (6), der sich relativ zu einem äußeren Magneten (3) bewegt und der eine Änderung eines durch den äußeren Magneten (3) erzeugten äußeren Magnetfelds detektiert, wobei der Magnetsensor (6) Folgendes umfasst: ein Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35), das eine Änderung eines magnetischen Widerstands gemäß der Änderung des äußeren Magnetfelds erzeugt; und ein Paar Bias-Magnete (17; 37), das nahe dem Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) vorgesehen ist und das ein Bias-Magnetfeld an das Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) anlegt, wobei das Bias-Magnetfeld eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente aufweist, wobei eine Querschnittsfläche des Bias-Magneten (17; 37) mit Annäherung an das Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) durch den allmählich zunehmenden Querschnitt, wobei der Querschnitt parallel zu einer Oberfläche des Bias-Magneten (17; 37) verläuft, die dem Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) gegenüberliegt.
Magnetsensor (6) nach Anspruch 6, wobei das Paar Bias-Magnete (17; 37) bezüglich einer ersten Mittellinie (C1, C2), die das Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) durchquert, rotationssymmetrisch ist und jeder Bias-Magnet (17; 37) bezüglich einer zweiten Mittellinie (C4), die zu der ersten Mittellinie (C1, C2) parallel ist und einen Schwerpunkt des Bias-Magneten (17; 37) durchquert, rotationsasymmetrisch ist.
Magnetsensor (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) ein TMR-Element ist.
Magnetsensor (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Magnetowiderstandseffekt-Element (35) eine Längsachse (C5) in einer senkrecht zu dem an das Magnetowiderstandseffekt-Element (35) angelegten äußeren Magnetfeld verlaufenden Richtung aufweist und mehrere der Paare Bias-Magnete (37) so entlang der Längsachse angeordnet sind, dass die Bias-Magnete (37) einer oberen Fläche und/oder einer unteren Fläche des Magnetowiderstandseffekt-Elements (35) gegenüberliegen.
Magnetsensor (6), der sich relativ zu einem äußeren Magneten (3) bewegt und der eine Änderung eines durch den äußeren Magneten (3) erzeugten äußeren Magnetfelds detektiert, wobei der Magnetsensor (6) Folgendes umfasst: ein Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35), das eine Änderung eines magnetischen Widerstands gemäß der Änderung des äußeren Magnetfelds erzeugt; und ein Paar Bias-Magnete (17; 37), das nahe dem Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) vorgesehen ist und das ein Bias-Magnetfeld an das Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) anlegt, wobei das Bias-Magnetfeld eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das Magnetowiderstandseffekt-Element (15; 35) angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente aufweist, wobei der Bias-Magnet (17; 37) in einer Magnetisierungsrichtung magnetisiert wird, die parallel zu einer Richtung, in der das Bias-Magnetfeld angelegt wird, und in einer Ebene, die sowohl parallel zu dem äußeren Magnetfeld als auch zu dem Bias-Magnetfeld ist, verläuft, wobei der Bias-Magnet (17; 37) eine Form aufweist, die in einer senkrecht zu der Magnetisierungsrichtung verlaufenden Richtung länglich ist, und der Bias-Magnet (17; 37) dahingehend geformt ist, ein Krümmen der Magnetisierungsrichtung in einer senkrecht dazu in der Ebene verlaufenden Richtung zu begrenzen, wobei das Krümmen durch eine Formanisotropie verursacht wird, die von einer länglichen Form des Bias-Magneten (17; 37) herrührt.
Magnetsensor (6), der sich relativ zu einem äußeren Magneten (3) bewegt und der eine Änderung eines durch den äußeren Magneten (3) erzeugten äußeren Magnetfelds detektiert, wobei der Magnetsensor (6) Folgendes umfasst: ein erstes und ein zweites Magnetowiderstandseffekt-Element (15a, 15b), die jeweils eine Änderung eines magnetischen Widerstands gemäß der Änderung des äußeren Magnetfelds erzeugen; einen ersten Bias-Magneten (17a; 21a; 22a; 23a; 24a), der nahe dem ersten Magnetowiderstandseffekt-Element (15a) vorgesehen ist und der ein Bias-Magnetfeld an das erste Magnetowiderstandseffekt-Element (15a) anlegt, wobei das durch den ersten Bias-Magneten (17a; 21a; 22a; 23a; 24a) angelegte Bias-Magnetfeld eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das erste Magnetowiderstandseffekt-Element (15a) angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente aufweist; und einen zweiten Bias-Magneten (17b; 21b; 22b; 23b; 24b), der nahe dem zweiten Magnetowiderstandseffekt-Element (15b) vorgesehen ist und der ein Bias-Magnetfeld an das zweite Magnetowiderstandseffekt-Element (15b) anlegt, wobei das durch den zweiten Bias-Magneten (17b; 21b; 22b; 23b; 24b) angelegte Bias-Magnetfeld eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das zweite Magnetowiderstandseffekt-Element (15b) angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente aufweist, wobei der erste Bias-Magnet (17a; 21a; 22a; 23a; 24a) eine erste zu dem Element weisende Oberfläche (18a), die dem ersten Magnetowiderstandseffekt-Element (15a) gegenüberliegt, und eine erste laterale Oberfläche (19a), die in einem spitzen Winkel mit der ersten zu dem Element weisenden Oberfläche (18a) verbunden ist, aufweist, der zweite Bias-Magnet (17b; 21b; 22b; 23b; 24b) eine zweite zu dem Element weisende Oberfläche (18b), die dem zweiten Magnetowiderstandseffekt-Element (15b) gegenüberliegt, und eine zweite laterale Oberfläche (19b), die in einem spitzen Winkel mit der zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche (18b) verbunden ist, aufweist, und die erste laterale Oberfläche (19a) und die zweite laterale Oberfläche (19b) einander gegenüberliegen.
Magnetsensor (6) nach Anspruch 11, wobei die erste zu dem Element weisende Oberfläche (19a) und die zweite zu dem Element weisende Oberfläche (19b) parallel zueinander verlaufen.
Magnetsensor (6) nach Anspruch 12, wobei der erste Bias-Magnet (17a; 21a; 22a; 23a; 24a) und der zweite Bias-Magnet (17b; 21b; 22b; 23b; 24b) auf einer gemeinsamen Achse (C3, C3'), die parallel zu der ersten und zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche (19a, 19b) verläuft, angeordnet sind.
Magnetsensor (6), der sich relativ zu einem äußeren Magneten (3) bewegt und der eine Änderung eines durch den äußeren Magneten (3) erzeugten äußeren Magnetfelds detektiert, wobei der Magnetsensor (6) Folgendes umfasst: ein Magnetowiderstandseffekt-Element (35), das eine Änderung eines magnetischen Widerstands gemäß der Änderung des äußeren Magnetfelds erzeugt; einen ersten Bias-Magneten (37a), der einer oberen Fläche und/oder einer unteren Fläche des Magnetowiderstandseffekt-Elements (35) gegenüberliegt und der ein Bias-Magnetfeld an das Magnetowiderstandseffekt-Element (35) anlegt, wobei das durch den ersten Bias-Magneten angelegte Bias-Magnetfeld eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das Magnetowiderstandseffekt-Element (35) angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente aufweist; und einen zweiten Bias-Magneten (37b), der der oberen Fläche und/oder der unteren Fläche des Magnetowiderstandseffekt-Elements (35) gegenüberliegt, der sich neben dem ersten Bias-Magneten (37a) befindet und der ein Bias-Magnetfeld an das Magnetowiderstandseffekt-Element (35) anlegt, wobei das durch den zweiten Bias-Magneten angelegte Bias-Magnetfeld eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das Magnetowiderstandseffekt-Element (35) angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente aufweist, wobei der erste Bias-Magnet (37a) Folgendes aufweist: eine erste zu dem Element weisende Oberfläche (38a), die dem Magnetowiderstandseffekt-Element (35) gegenüberliegt; eine erste laterale Oberfläche (39a), die mit der ersten zu dem Element weisenden Oberfläche (38a) verbunden ist; und eine dritte laterale Oberfläche (39c), die mit der ersten zu dem Element weisenden Oberfläche (38a) verbunden ist und die in einem spitzen Winkel mit der ersten lateralen Oberfläche (39a) verbunden ist, der zweite Bias-Magnet (37b) Folgendes aufweist: eine zweite zu dem Element weisende Oberfläche (38b), die dem Magnetowiderstandseffekt-Element (35) gegenüberliegt; eine zweite laterale Oberfläche (39b), die mit der zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche (38b) verbunden ist; und eine vierte laterale Oberfläche (39d), die mit der zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche (38b) verbunden ist und die in einem spitzen Winkel mit der zweiten lateralen Oberfläche (39b) verbunden ist, und die erste laterale Oberfläche (39a) und die zweite laterale Oberfläche (39b) einander gegenüberliegen.
Magnetsensor (6), der sich relativ zu einem äußeren Magneten (3) bewegt und der eine Änderung eines durch den äußeren Magneten (3) erzeugten äußeren Magnetfelds detektiert, wobei der Magnetsensor (6) Folgendes umfasst: ein erstes und ein zweites Magnetowiderstandseffekt-Element (45a, 45b; 55a, 55b), die jeweils eine Änderung eines magnetischen Widerstands gemäß der Änderung des äußeren Magnetfelds erzeugen; einen ersten Bias-Magneten (47a; 57a), der einer oberen Fläche und/oder einer unteren Fläche des ersten Magnetowiderstandseffekt-Elements (45a; 55a) gegenüberliegt und der ein Bias-Magnetfeld an das erste Magnetowiderstandseffekt-Element (45a; 55a) anlegt, wobei das durch den ersten Bias-Magneten (47a; 57a) angelegte Bias-Magnetfeld eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das erste Magnetowiderstandseffekt-Element (45a, 55a) angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente aufweist; und einen zweiten Bias-Magneten (47b; 57b), der der oberen Fläche und/oder der unteren Fläche des zweiten Magnetowiderstandseffekt-Elements (45b; 55b) gegenüberliegt, der sich neben dem ersten Bias-Magneten (47a; 57a) befindet und der ein Bias-Magnetfeld an das zweite Magnetowiderstandseffekt-Element anlegt, wobei das durch den zweiten Bias-Magneten (45b; 55b) angelegte Bias-Magnetfeld eine Komponente in einer solchen Richtung, dass die Komponente das an das zweite Magnetowiderstandseffekt-Element (45b, 55b) angelegte äußere Magnetfeld aufhebt, und eine senkrecht zu dem äußeren Magnetfeld verlaufende Komponente aufweist, wobei der erste Bias-Magnet (47a; 57a) Folgendes aufweist: eine erste zu dem Element weisende Oberfläche (48a; 58a), die dem ersten Magnetowiderstandseffekt-Element (45a; 55a) gegenüberliegt; eine erste laterale Oberfläche (49a; 59a), die mit der ersten zu dem Element weisenden Oberfläche (48a; 58a) verbunden ist; und eine dritte laterale Oberfläche (49c; 59c), die mit der ersten zu dem Element weisenden Oberfläche (48a; 58a) verbunden ist und die in einem spitzen Winkel mit der ersten lateralen Oberfläche (49a; 59a) verbunden ist, der zweite Bias-Magnet (47b; 57b) Folgendes aufweist: eine zweite zu dem Element weisende Oberfläche (48b; 58b), die dem zweiten Magnetowiderstandseffekt-Element (45b; 55b) gegenüberliegt; eine zweite laterale Oberfläche (49b; 59b), die mit der zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche (48b; 58b) verbunden ist; und eine vierte laterale Oberfläche (49d; 59d), die mit der zweiten zu dem Element weisenden Oberfläche (48b; 58b) verbunden ist und die in einem spitzen Winkel mit der zweiten lateralen Oberfläche (49b; 59b) verbunden ist, und die erste laterale Oberfläche (49a; 59a) und die zweite laterale Oberfläche (49b; 59b) einander gegenüberliegen.
Magnetsensor (6) nach Anspruch 14 oder 15, wobei die dritte laterale Oberfläche (39d; 49c; 59c) und die vierte laterale Oberfläche (39d; 49d; 59d) parallel zueinander verlaufen.
Magnetsensor (6) nach Anspruch 16, wobei der erste Bias-Magnet (47a; 57a) und der zweite Bias-Magnet (47b; 57b) auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, die parallel zu der dritten und vierten lateralen Oberfläche (49c, 49d; 59c, 59d) verläuft.
Kameramodul, umfassend: den Magnetsensor (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 17; den äußeren Magneten (3); ein erstes Glied, das eine Linse (4) enthält; und ein zweites Glied, dass das erste Glied so stützt, dass das erste Glied in der Richtung einer optischen Achse der Linse (4) relativ beweglich ist, wobei der Magnetsensor (6) durch das erste Glied oder das zweite Glied gestützt wird und der äußere Magnet (3) durch das jeweils andere Glied, das erste Glied oder das zweite Glied, gestützt wird.